藻类的控制与去除
在相对封闭的水域,如湖泊、水库、储水池等,由于受到污染而发生富营养化,水中藻类等浮游植物会增殖剧烈,因此,消除藻类对城市供水水质的影响,关键要限制水体的营养盐含量。
一、库区采取的措施。
①生物控制是绿色的控藻技术。中国科学院水生所通过在东湖放养鲢、鳙鱼,使其14年未再爆发水华。此外,还可利用藻类病原菌、藻类病毒以致藻类繁殖。
②**底是彻底的去除内源性营养盐的方法,但也具有风险,因为底泥中的污染物会重新进入水体,宜采取有效的防范措施。
③解层技术是常用的物理方法,即人为地使水体水层混合,消除热分层及由此引起的利于藻类繁殖的条件。英国在一些面积大于1Km2和水深大于10m的水库中应用暴气或推流系统来防止水库热的分层,但对水深小于10m的水库,则因水浅而难于使用曝气系统。
投加硫酸铜是应用*多的化学方法,但是硫酸铜的投加量较大,须保证浓度1.0mg/L以上才能有效控制藻类生长,会使水中铜盐浓度上升。铝盐、铁盐、钙盐都是有效的营养物钝化剂,它们可以沉淀水体中的氮和磷,在美国许多湖泊水库的应用中,成功地去除了藻类和其他水生植物。
改变水体的pH值,向水中投加石灰提高pH值,有助于抑致藻类的生长。
美国有一种产品称为Aquamats,具有很强的摄取氮磷等营养物质的能力,将此产品置于水体中,它们抢先摄取氮磷等营养物质,光合作用之后可产生鱼类和其他水生生物的食物,藻类得不到足够的营养物,其生长受到限制,其作用相当于一人工湿地。
在取水口种植芦苇等植物,拦截藻类进入水厂。
二、水厂采取的措施。
当水中藻类随取水进入水厂,则需在水厂采取杀藻除藻措施。
预氧化杀藻是常用的一项除藻技术。常用的预氧化剂有氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢以及高锰酸钾及复合剂。氯预氧化杀藻效果也好,但会产生大量氯化**副产物,其中大多数对人体有害,所以,现在愈来愈多地被其他预氧化剂代替。
臭氧预氧化杀藻效果也好,但有人认为。臭氧化可能将大有机物分解成分之较小的中间产物,这些中间产物,可能存在毒性物质或突变物质,或者有些中间产物与氯作用后致突变反而增强。当水中的溴离子时,臭氧易于与溴离子反应生成溴酸根(BrO3ˉ),致癌作用很强。美国对BrO3ˉ的限制为0.01mg/L。另外,臭氧生产设备较复杂、投资较大,电耗也高,当水质变化时,调节投加量比较困难。臭氧在水中溶解度低,尾气处理不当会形成空气污染。
二氧化氯(ClO2)预氧化杀藻效果也很好,且不会产生氯化**副产物,不过ClO2**或作为氧化剂存在以下问题值得重视:ClO2本身和副产物ClO2ˉ对人体血细胞有损害。毒理学研究表明,二氧化氯是一种有毒化合物,对肝功能、血液、**神经有一定影响;二氧化氯的副产物主要是ClO2ˉ和ClO3ˉ,这些副产物对人体产生一定的危害,可能会抑制人体甲状腺素的分泌,引起胎儿小脑重量下降,神经行为作用迟缓和细胞数下降等,所以采用二氧化氯**应严格控制管网水中ClO2ˉ不得超过0.2mg/L。在我国生活饮用水水质新标准中,亚氯酸盐不得超过0.7mg/L。
此外,由于制取ClO2的NaClO2的价格很高,约为CL2的10倍,这也限制了ClO2**在我国的广泛使用。
由于ClO2氧化时向ClO2ˉ和ClO3ˉ的转化率为70%,所以ClO2投加量不宜超过1mg/L,这个投加量对含藻量高的水是不够的,所以限制了二氧化氯用作预氧化剂的使用。(在欧美有一些国家严格控制投加量。)
高锰酸钾预氧化杀藻,由于其氧化能力较弱,杀藻效果不如前几种预氧化剂。但是,上述几种氧化剂杀藻时会导致藻细胞的破坏,使水中臭味物质以及藻**含量增大,造成二次污染。高锰酸钾杀藻时藻细胞内溶物基本不外泄。此外,高锰酸钾预氧化迄今尚未发现对人体有害的氧化副产物,所以是比氯、臭氧和二氧化氯更**的杀藻剂。高锰酸盐复合剂(PPC)由于主、辅剂的相互协同效应,使其杀藻效果显著提高。
混凝是城市水厂净水工艺不可缺少的主要单元,也是除藻的主要方法,由于藻类细胞一般都带负电,在水中投加混凝剂以中和藻类表面的负电,使之脱稳而沉淀。对于低浊度的含藻水,由于水中泥沙颗粒较少,混凝生成的絮体密度较低,故沉速较慢。为了加快固液分离,可以采用污泥回流的方法,以强化絮凝反应,生成更粗大更密实的絮体;还可以向水中投加有机高分子助凝剂,提高絮凝沉淀效果;还可以向水中投加细砂、黏土、氯化钙等,以加大絮体密度,提高絮体沉淀速度,等等。
采用气浮的方法,使微细气泡黏附在絮体表面,借助气泡上浮的作用,使絮体快速上浮而分离除去,所以气浮是一种高效处理含藻水的技术。但是,气浮产生的浮渣的处理比较难,是有待解决的问题。
微滤机是一种物理除藻方法。用极细孔径的网筛过滤含藻水,可将水中部分藻类去除截留。微滤机除藻在我国很少使用。
膜滤除藻也是一种物理除藻方法。使水通过微滤膜超滤膜,可将水中藻类几乎全部除去,但要防止藻对滤膜的污染。
高锰酸钾及其复合剂(PPC)即是预氧化杀藻剂,也是助凝剂和助滤剂,能显著提高混凝除藻效果。将高锰酸盐复合药剂除藻实验结果与生产上预氯化的藻类去除滤比较,对于相同的原水水质,用预氯化方法,PAC的投加量90mg/L,加氯量14mg/L,沉后水除藻率达到70%左右;而投加PPC1mg/L和PAC40mg/L时,即能达到沉后水藻类去除率97%的效果。
藻类的数量与水体的富营养密切相关,所以藻类的治理是一项系统工程,应从源头抓起。